[发明专利]一种可利用多种底物的己酸菌及其应用

说明书

本发明公开了一种可利用多种底物的己酸菌及其应用，属于微生物技术和白酒酿造领域。本发明的颤螺旋菌科微生物Oscillospiraceae sp.LBM10036，于2020年9月21日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No.61202。本发明中的颤螺旋菌Oscillospiraceae sp.LBM10036因具有多样的底物利用能力且产物特异性高，适应低pH，可在pH 5.0‑5.5的条件下高效合成己酸。本发明使用的菌株，可用于窖泥微生物强化，退化窖泥品质改良，从而改善浓香型白酒的品质，也可用于微生物法，以多种糖类以及乳酸，发酵生产己酸。

技术领域

本发明涉及一种可利用多种底物的己酸菌及其应用，属于微生物技术和白酒酿造领域。

背景技术

己酸作为浓香型白酒主体香气成分己酸乙酯的前体，是浓香型白酒最重要的中链脂肪酸。同时，己酸还是一种重要的工业产品，与乙醇酯化后生成己酸乙酯可作为食品添加剂，为奶油、干酪、面包等食品增香；己酸作为天然的抗菌剂能够改善动物肠道菌群，增强动物免疫力，在动物养殖行业有较广泛的应用；己酸具有较高的能量含量，是一种有价值的化学品或燃料的中间体，可用于生产能够作为航空燃料的生物柴油；己酸还是合成多种医药产品的前体。因此，己酸具有广阔的工业应用前景。

己酸可通过化学合成法或者微生物发酵法获得。由于微生物发酵法可利用城市废物或者工业副产物作为己酸合成的原料，符合可持续发展的原则，是一种有广阔前景的厌氧微生物发酵技术。己酸菌是浓香型白酒生产中一类非常重要的产酸微生物，由它代谢产生的己酸与大曲发酵产生的酒精生成己酸乙酯，是浓香型大曲酒的主体香成分。己酸菌培养液可广泛应用于浓香型大曲酒生产的产酸强化、窖池保养、人工窖泥培养、酯化液制作等，以改善和提高浓香型大曲酒的质量。

目前发现的产己酸微生物其中主要有克氏梭菌(Clostridium kluyveri)，半乳糖醇己酸菌(Caproiciproducens galactitolivorans BS-1)，瘤胃菌科的Ruminococcaceaebacterium CPB6，己酸细菌属的Caproicibacter fermentans EA1，巨型埃氏球菌属的Megasphaera hexanoica及Megasphaera elsdenii，真杆菌属的Eubacteriumpyruvativorans以及产己酸菌属的Caproiciproducens sp.JNLZ26(公开于CN112458031A中国发明专利申请文本中)。

Ruminococcaceae bacterium CPB6是目前报道己酸产量最高的菌株，在分批补料发酵的条件下，能够利用45.1g/L乳酸合成16.6g/L己酸，最高产率为5.29g/L/d(记载于中国发明专利CN106834177B)。而克氏梭菌是研究历史最悠久，研究最为全面的己酸菌。但是，目前的合成己酸的菌株多存在底物谱狭窄缺陷的问题，例如：克氏梭菌，主要利用乙醇作为底物合成己酸；上述CPB6报道高产己酸时主要以乳酸为碳源，但乳酸来源有限。如何将自然界广泛存在的糖类，如淀粉、葡萄糖、麦芽糖等经一步法发酵以较高效率直接转化为己酸，是己酸生物法合成亟待解决的技术难题。虽然，Caproicibacter fermentans、Caproiciproducens galactitolivorans以及巨型埃氏球菌属的己酸菌被报道能够利用碳水化合物合成己酸，但是它们的己酸合成能力较弱，产物特异性不强，在生成己酸的同时也会生成较多的乙酸和丁酸。